具有基于前瞻数据的模式选择的混合动力车辆及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明总体包括混合动力车辆和控制混合动力车辆的方法。
【背景技术】
[0002]利用电动机/发电机和内燃机作为动力源的混合动力电动车辆具有车载控制器，该车载控制器被编程以在不同的驾驶条件过程中改变发动机和电动机/发电机中的每一个的使用。一般地，控制器从监视当前操作条件的车辆传感器接收输入信号。控制器执行各种算法以确定动力总成的期望的功能模式。动力总成根据需要运行的能力部分地取决于对操作条件的改变的适应速度和精度。
【发明内容】
[0003]本发明涉及一种控制具有混合动力总成的混合动力车辆的方法，该混合动力总成具有发动机和电动机/发电机，所述方法包括:
[0004]接收指示预期的未来车辆操作条件的数据；
[0005]经由控制器至少部分地基于所述数据而确定用于发动机和用于电动机/发电机的最佳操作参数；和
[0006]基于确定的所述最佳操作参数而给出用于发动机和电动机/发电机的动力总成操作策略的命令。
[0007]在上述方法中，所述数据包括来自车载有源感测系统的第一组数据；并且
[0008]其中，所述数据进一步包括来自车载远程信息通讯系统的第二组数据。
[0009]在上述方法中，所述给出动力总成操作策略的命令是给出改变到不同于动力总成的当前功能操作模式的功能操作模式的命令。
[0010]所述方法还包括:
[0011]在所述确定最佳操作参数之前，更新用于用来给电动机/发电机供能的能量存储装置、可操作以操作地连接电动机/发电机与发动机的一个或多个促动器、和用于电动机/发电机的电动机功率逆变器模块中的至少一个的存储的一组增益；并且其中，所述更新至少部分地基于所述数据。
[0012]在上述方法中，在所述确定最佳操作参数之前，更新存储的跳档换挡算法的校准参数；其中，所述更新至少部分地基于所述数据。
[0013]在上述方法中，在所述确定最佳操作参数之前，更新存储的降档抑制算法的校准参数；其中，所述更新至少部分地基于所述数据。
[0014]在上述方法中，在所述确定最佳操作参数之前，更新存储的发动机燃料切断模式算法的进入和离开条件；其中，所述更新至少部分地基于所述数据。
[0015]在上述方法中，所述给出动力总成操作策略的命令为实施机会充电，以将能量存储装置充电，该能量存储装置给电动机/发电机提供电能；并且其中，该数据指示期望的自动停止模式。
[0016]在上述方法中，所述给出动力总成操作策略的命令为实施发动机燃料切断模式；并且其中，所述数据指示车辆的期望的减速、惰行或巡航。
[0017]上述方法还包括:
[0018]在动力总成操作模式中计算期望的能量损失或期望的再生功率；其中，所述计算至少部分地基于该数据；
[0019]使用所述计算的期望的能量损失或期望的再生功率而更新能量损失值和再生功率值的存储的数据库；和
[0020]其中，所述基于该数据确定最佳操作参数至少部分地基于存储的数据库中的能量损失值和再生功率值。
[0021]在上述方法中，该数据指示期望的加速或减速；并且在所述确定最佳操作参数之、/.刖:
[0022]计算用于给定车辆速度的加速或减速速率；和
[0023]计算所述计算的加速或减速度速率所需求的功率。
[0024]上述方法还包括:
[0025]从车载部件接收指示当前车辆操作条件的另外的数据；其中，另外的数据包括车辆转矩需求、提供电功率到电动机/发电机的能量存储装置的充电状态、能量存储装置的温度、和可致动以至少部分地建立动力总成的至少一个功能操作模式的一个或多个促动器的当前状态中的至少一个。
[0026]在上述方法中，所述数据包括到接近车辆的距离和到接近车辆的距离的变化率、路标数据、交通数据、路线拥堵数据、天气数据和三维地图数据中的至少一个。
[0027]在上述方法中，所述接收的数据来自车载有源感测系统和车载远程信息通讯系统中的至少一个。
[0028]本发明还涉及一种控制具有混合动力总成的混合动力车辆的方法，该混合动力总成具有发动机和电动机/发电机，所述方法包括:
[0029]从车载有源感测系统接收第一组数据；其中，所述第一组数据中的至少一些指示未来的车辆操作条件；
[0030]从车载远程信息通讯系统接收第二组数据；其中，所述第二组数据中的至少一些指示另外的未来车辆操作条件；和
[0031]经由控制器给出发动机和电动机/发电机的功能操作模式的命令，电动机/发电机经由皮带传动系和齿轮系中的至少一个可操作地连接到发动机的曲轴，以在其之间建立驱动连接；其中所述功能操作模式被至少部分地基于第一组数据和第二组数据而命令。
[0032]在上述方法中，电动机/发电机经由皮带传动系以转矩增大模式和发电机模式选择性地连接到发动机的曲轴；并且
[0033]其中，命令的功能操作模式为发电机模式，其中电动机/发电机用作发电机以将操作地连接到电动机/发电机的能量存储装置充电；并且其中，第一组数据和第二组数据中的至少一组指示包括自动停止模式的未来的车辆操作条件，在自动停止模式中，车辆速度将低于阈值速度，并且发动机将关闭。
[0034]在上述方法中，第一组数据和第二组数据中的至少一组指示包括车辆减速、惰行或巡航的未来车辆操作条件；并且其中，命令的功能操作模式包括控制发动机以切断到发动机的燃料。
[0035]本发明还涉及一种混合动力车辆，包括:
[0036]混合动力总成，具有发动机和电动机/发电机，发动机和电动机/发电机每一个可操作以给车辆提供推进动力；
[0037]控制系统，操作地连接到发动机和电动机/发电机，并且配置为以不同的操作模式控制发动机和电动机/发电机；
[0038]车辆车载有源感测系统和车载远程信息通讯系统中的至少一个，其可操作以提供指示未来车辆操作条件的数据，
[0039]其中，控制系统包括处理器，该处理器配置为执行存储的算法，所述存储的算法:
[0040]至少部分地基于所述数据确定用于发动机和用于电动机/发电机的最佳操作参数-M
[0041]基于确定的最佳操作参数给出用于发动机和电动机/发电机的动力总成操作策略的命令。
[0042]在上述混合动力车辆中，所述经由控制器确定最佳操作参数进一步至少部分地基于与动力总成操作模式相关联的能量损失或再生功率中的至少一个的存储的参考值，以及如下中的至少一个的存储的参考值:
[0043]至少一个能量存储装置，用于给电动机/发电机供能；
[0044]至少一个促动器，可操作以操作地将电动机/发电机与发动机连接；和
[0045]电动机功率逆变器模块，用于电动机/发电机。
[0046]在上述混合动力车辆中，在所述确定最佳操作参数之前，更新影响动力总成性能的存储的算法的校准参数；其中，所述更新至少部分地基于所述数据。
[0047]提供一种控制混合动力车辆的方法，由于其能够基于指示未来车辆操作条件的多种输入数据来给出操作策略的命令，因此可更有效地运行，未来车辆操作条件在本文中也被称为预报、预测或预期的车辆操作条件。通过不仅考虑当前车辆操作条件，而且考虑在未来的不同时间点处可能的条件，车辆系统可被控制以利用机会来进行功率和能量节约，并且最佳操作策略可被实施。通过根据该方法控制车辆，可实现自适应能量管理策略，其可提高燃料经济性、驱动性和持久性。
[0048]更具体地，控制具有混合动力总成的混合动力车辆的方法，该混合动力总成具有发动机和电动机/发电机，包括接收指示未来车辆操作条件的数据，和经由控制器至少部分地基于该数据确定用于发动机和电动机/发电机的最佳操作参数。控制器然后基于确定的最佳操作参数给出用于发动机和电动机/发电机的动力总成操作策略的命令。接收的数据可包括从一个或多个有源车载感测系统接收的第一组数据。例如，可使用基于雷达的系统，其在车辆之间提供车距和车距变化率。另外，控制器可从一个或多个车载远程信息通讯系统(vehicle telematics system)接收第二组数据，该车载远程信息通讯系统提供，举个非限制性示例，路线拥堵、天气、三维地图数据等信息。
[0049]由控制器命令的操作策略可以是相较于动力总成当前操作的操作模式不同的功能操作模式。输入数据可被控制器用于很多目的，例如更新多种算法的校准参数，延长计时器打开或抑制变速器换挡算法，在预期自动停止的情况下实施机会充电，在预期车辆减速、惰行或巡航情况下执行燃料切断算法，更新与不同的操作模式相关联的存储的能量损失值或再生功率值，以及更新用于车辆部件的存储的增益(gains)(例如用于实施能量存储装置的充电的充电状态阈值、促动器增益和/或电动机功率逆变器模块的增益)。本文还公开了一种车辆，其具有一个或多个有源感测系统和一个或多个远程信息通讯系统以及配置为利用从所述系统提供的数据来实施该方法的控制器。
[0050]在一个实施例中，控制器给出发动机和电动机/发电机的功能操作模式的命令，电动机/发电机经由皮带传动系可操作地可连接到发动机曲轴，以在其之间建立驱动连接。功能操作模式至少部分地基于第一组数据和第二组数据被命令。
[0051]在结合附图理解时，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从下面实现所附权利要求中限定的本发明的一些最佳模式和其他实施例的详细描述非常显而易见。
【附图说明】
[0052]图1是第一车辆的一部分的示意图，该第一车辆具有混合动力总成和控制系统的第一实施例。
[0053]图2是在包括其他车辆的操作环境中的图1的第一车辆的示意图。
[0054]图3是用于车辆的控制系统的一部分和与控制系统操作通信的车载有源感测系统及远程信息通讯系统的示意图。
[0055]图4是控制图1的车辆的方法的示意性流程图。
[0056]图5是在车辆根据图4的方法控制的情况下，图1的车辆的能量存储装置的充电状态与以秒为单位的时间的图表，和当车辆没有根据该方法控制时该相同的能量存储装置的充电状态的图表。
[0057]图6是根据图4的方法控制的图1的车辆的发动机的以克每秒为单位的燃料消耗率与以秒为单位的时间的图表，和当车辆没有根据该方法控制时相同的发动机的燃料消耗率的图表，并且显示了以公里每小时为单位的车辆速度。
【具体实施方